DE2154497A1 - Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Holz - Google Patents

Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Holz

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DE2154497A1 DE19712154497 DE2154497A DE2154497A1 DE 2154497 A1 DE2154497 A1 DE 2154497A1 DE 19712154497 DE19712154497 DE 19712154497 DE 2154497 A DE2154497 A DE 2154497A DE 2154497 A1 DE2154497 A1 DE 2154497A1
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Description

2154437
PATENTANWÄLTE
DR.-ING. WOLFF. H. BARTELS 29. Ok* 1071
DIPL-CHEM. DR. RER. NAT. BRANDES UKtl '971
DR.-ING. HELD. DIPL.-PHYS. WOLFF
ERIK GUSTAY LEMART ERIKSSON Välberg / Schweden
Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Holz.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Holz, insbesondere von schwer zu imprägnierenden Holzarten, wobei das Holz mit einem Mittel vorbehandelt wird, das das Eindringen von Imprägniermittel erleichtert. Bekanntlich gibt es Holzsorten bzw. Holzarten, die schwer zu imprägnieren sind, da das Imprägniermittel nur mit Schwierigkeit in das Holz eindringt, auch wenn Vakuum und Ueberdruck eingesetzt werden.
Um dieses Eindringen zu erleichtern, wurden bereits vielerlei Vorschläge gemacht, gewisse Bestandteile aus dem Holz herauszulösen und dadurch dasselbe für eine Imprägnierung empfänglicher
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zu machen. Somit ist es beispielsweise bekannt, durch eine Behandlung mit säuerhaltigem Dampf (schwed. Patent 49 519) ein Herauslösen von Harzen aus Holz zu erreichen.
Weiterhin ist es bekannt, durch Behandlung mit saurer Natriumchloritlösung in Wasser Lignin herauszulösen und dadurch Hohlräume zu schaffen und Poren zu öffnen, sowie hierdurch das Eindringen von Imprägniermittel zu erleichtern (deutsches Patent 975 286).
Es ist auch bekannt, auf obige V/eise vorbehandelte Holzoberflächen oder Holzwaren mit Kunstharzen oder kunstharzbiIdenden, polymerisierbaren oder kondensierbaren Mitteln zu imprägnieren.
Ein Nachteil bei derartigen Verfahren ist, dass das Vor— behandlungsmittel durch Waschen o.dgl. vor der anschliessenden Nachbehandlung, d.h. Imprägnierung erst wieder entfernt werden muss.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Oberflächenbehandlungsverfahren vorzuschlagen, das ein begrenztes Eindringen des Oberflächenbehandlungsmittels sowie die Erzielung von beständigen verschleissfesten Oberflächen auf eine einfachere und wirtschaftlichere Weise ermöglicht, als dies bisher möglich war, insbesondere bei schwer zu imprägnierenden Holzarten.
Die Erfindung ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass als Vorbehandlungmittel eine kondensierbare oder polymerisierbare, hydrophile, holzschwellende oder Holzbestandteile lösende Substanz in fliessender Form gewählt wird, womit man die Holzoberfläche vorbehandelt und imprägniert, wonach die genannte Substanz entweder durch Nachbehandlung mit Härter und Erwärmung oder Nachbehandlung mit einem mit dem Vorbehandlungsmittel unter Bildung eines Polymeres reagierenden Mittel zum Härten gebracht wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Vorbehandlung mit Phenol bei erhöhter Temperatur und die Nachbehandlung bei Zimmertemperatur mit Hexamethylentetramin in Wasserlösung.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Vorbehandlung bei erhöhter Temperatur mit Phenol und die Nachbehandlung bei Zimmertemperatur mit einer Mischung von zuvor zusammengeschmolzenem Phenol und Paraformaldehyd, mit einem Zusatz von alkalischem Härter.
Nach einer dritten Ausführungsform erfolgt die Vorbehandlung auf die gleiche V/eise wie im vorigen Beispiel, während die Nachbehandlung bei Zimmertemperatur mit einer hochkonzentrierten Melamin-IOrmaldehydharzlösung in Wasser erfolgt.
Nach einer vierten Ausführungsform erfolgt die Vorbehandlung mit Resorzinol oder einem anderen substituierten Phenol bei erhöhter Temperatur, während die Nachbehandlung mit einer Mischung von zuvor zusammengeschmolzenem Paraformaldehyd und Phenol mit einem Zusatz von alkalischem Härter erfolgt.
Das Härten des Vorbehandlungs- und Imprägnier- bzw. Nachbehandlungsmittels erfolgt bei sämtlichen obengenannten Ausführungsformen auf an sich bekannte Weise. Es kann dabei zweekmässig sein, die Härtung aufzuteilen in ein Vorhärten, z.B. in einem Ofen, sowie ein Nachhärten in einer Heizpresse unter Verwendung von Glanzblechen, Mattblechen o.dgl., um die Oberflächenstruktur zu beeinflussen.
Bei der Vorbehandlung der Holzoberflächen entsteht das bekannte Problem, dass die Stirnseiten des Holzes eine bedeutend grössere Saugfähigkeit entwickeln, als die übrigen Holzoberflächen, weshalb die vorliegende Erfindung weiterhin vorschlägt, vor der Vorbehandlung die Stirnseiten des Holzes mit einem Mittel zu behandeln, das die Eindringgeschwindigkeit in das Stirnholz herabsetzt. Dies kann nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zweckmässigerweise so erfolgen, dass das Mittel seine die Eindringgeschwindigkeit vermindernde Wirkung dadurch erhält, dass es im Zusammenhang mit der Vorbehandlung des Holzes polymerisiert oder kondensiert.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung schlägt hierfür vor, die Stirnseiten mit einem wasserlöslichen Melaminharz oder einer gesättigten Lösung von Hexamethylentetramin in Wasser zu behandeln und durch die Vorbehandlung des Holzes mit Phenol
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bei erhöhter Temperatur zu härten, wobei sich in Phenol unlösliche Harze an den genannten Stirnseiten bilden und ein rascheres Eindringen von Phenol in die dergestalt behandelten Stirnseiten als an den übrigen Oberflächen verhindert.
Die Erfindung sei nun näher im Anschluss an einige Ausführungsbeispiele veranschaulicht.
Beispiel 1.
Die Stirnseiten von Tannenholzstücken werden mit einer 50 fo-igen Melaminharzlösung in V/asser behandelt und getrocknet. Bei der anschliessenden Vorbehandlung des gesamten Holzstückes oder eventuell nur gewisser Oberflächen desselben mit konzentriertem geschmolzenem Phenol bei 100 C während zwei Stunden ergibt sich eine Eindringtiefe von 1-2 mm, wobei gleichzeitig das MeIaminharz an den Stirnseiten zu in Phenol unlöslichem Melaminharz gehärtet wird, was ein nennenswertes Eindringen von Phenol in das Stirnholz verhindert. Dagegen dringt das Phenol in die übrigen Oberflächen ein und phenolimprägniert dieselben. Nach Herausnehmen der derart vorbehändelten Stücke aus dem Phenolbad werden sie mit Hexamethylentetramin in nahezu gesättigter Wasserlösung (ca. 40 Gewichts-^) bei Zimmertemperatur ca. 2 Stunden lang behandelt. Danach erfolgt ein halbstündiges Heißpressen bei ca. 1400O und einem Ueberdruck von ca. 1,5 kp/cm , wobei man eine genügend harte, blanke und wasserabweisende Oberfläche erhält.
Beispiel 2.
Nach der Stirnseitenbehandlung gemäss obigem Beispiel 1 werden Täfelungsbretter aus Tanne ca. 3 Stunden lang bei 900C mit konzentriertem geschmolzenem Phenol mit einem Zusatz von ca. 0,2 $ Schwefelsäure vorbehandelt. Dabei erzielt man eine Eindringtiefe von ca. 1-2 mm. Der Säurezusatz verleiht dem Phenol einen delignifizierenden Effekt, wodurch die Eindringtiefe und -geschwindigkeit zunehmen. Die Nachbehandlung, d.h. Imprägnierung erfolgt ca. 1 Stunde lang bei einem Ueberdruck von 5-10 kp/cm mittels einer Mischung 1:1 bis 2:1 von Phenol und Paraformaldehyd, die zuvor zu einer klaren Flüssigkeit
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zusammengeschmolzen wurden, mit einem Zusatz von NaOH bis zu einem pH von etwa 8,5 und Zimmertemperatur, nach vorhergehender etwa 15-minutiger Vakuumbehandlung. Danach werden die Täfelungsbretter in einem Ofen bei 80-1400C 1-2 Stunden lang gehärtet. Bei grösserer Imprägniertiefe wird die Härtungszeit länger gewählt und bei geringerer Imprägniertiefe kürzer. Danach erfolgt eine Nachhärtung in einer Heizpresse bei 130-1800C während 20-5 Min., wobei die später sichtbare Täfelungsoberfläche gegen ein G-lanzblech, Mattblech o.dgl. anliegt. Hierbei erhält man verhältnismässig helle Täfelungsoberflächen. Ist eine gefärbte Täfelungsoberfläche erwünscht, setzt man der Imprägniermischung entsprechende Farbe zu.
Beispiel 3«
Eine gesättigte Wasserlösung von Hexamethylentetramin wird auf die Stirnseiten von Kiefernholzstücken aufgetragen. Durch eine etwa einstündige Behandlung bei etwa 1100C mit konzentriertem geschmolzenem Phenol mit einem Zusatz von ca. 0,5 i° Zinnchlorid (SnCIp) dringt das Phenol etwa 2 mm in die nicht mit Hexamethylentetramin vorbehandelten Oberflächen ein. An den vorbehandelten Stirnseiten reagiert dagegen das Hexamethylentetramin mit dem Phenol und bildet ein in Phenol unlösliches Phenolkunstharz. Danach erfolgt bei Zimmertemperatur eine etwa einstündige Hachimprägnierung mit einer Mischung von Phenol und Paraformaldehyd in einem Autoklaven bei etwa 5 atü. Die Härtung erfolgt hier auf gleiche Weise wie im vorigen Beispiel beschrieben, wobei man verhältnismässig helle Holzoberflächen erhält.
Beispiel 4«
Die Stirnseiten von Tannenholz werden auf obige Weise versiegelt. Danach erfolgt eine Vorbehandlung der Tannenholzstücke nur mit Hesorzinol bei ca. 1200C etwa 1 Stunde lang, wobei man eine Eindringtiefe von etwa 1 mm erhält. Nach der Behandlung mit Eesorzinol werden die vorbehandelten Tannenholzstücke bei Zimmertemperatur mit einer hochkonzentrierten Melaminformaldehydlösung in V/asser bei einem pH-Wert von 8-9 zur Vermeidung von Celbsthärtung imprägniert. Danach erfolgt eine Vorhärtung
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(ca. go io) im Heizofen, wie oben "beschrieben, bei ca. 80-1400C, wonach eine Nachhärtung bei höheren Temperaturen, d.h. ca. 130-1800C in einer Heizpresse mit Glanzblechen, Mattblechen o.dgl. erfolgt, was eine Beeinflussung der Oberflächenbeschaffenheit des Holzes gestattet.
Gemeinsam für die obengenannten Ausführungsbeispiele ist, dass zunächst eine Behandlung der Stirnseiten erfolgt. Ist jedoch eine gleichmässige Eindringtiefe nicht erforderlich, kann diese Versiegelung der Stirnseiten natürlich auch weggelassen werden. Zum Versiegeln wird ein Mittel verwendet, das die Eindringgeschwindigkeit in das Holz herabsetzt, indem es bei der Vorbehandlung des Holzes bei erhöhter Temperatur mit Phenol, einem substituierten Phenol wie Resorzinol o.dgl. die Molekülgrösse erhöht, d.h. polymerisiert oder kondensiert.
Die Vorbehandlung nach der Versiegelung der Stirnseiten erfolgt mit einem Mittel, das kondensierbar oder polymerisierbar sowie ausserdem hydrophil ist und das Holz zum Anschwellen bringt oder gewisse Bestandteile desselben löst. In saurer Umgebung - durch Zusatz einer starken Mineralsäure - ergibt eine derartige Behandlung mit Phenol einen gewissen Abbau von Lignin, das indessen im Holz verbleibt und an der Kunststoffbzw. Kunstharzbildung teilnimmt. Durch Zusatz gewisser Salze mit reduzierenden Eigenschaften, z.B. Zinn(II)Chlorid, lässt sich die Braunfärbungstendenz der Phenolharze zurückdrängen.
Nach der Vorbehandlung mit einer flüssigen Substanz erfolgt die Nachbehandlung entweder durch Behandlung mit einem Härter oder einem Mittel, das mit dem Vorbehandlungsmittel unter Bildung eines Polymers reagieren kann.
Die Härtung erfolgt schliesslich auf an sich bekannte V/eise durch Erwärmung, eventuell in 2 Stufen durch ein Vorhärten im Ofen und Nachhärten in einer Heizpresse.
Durch das erfindungsgemässe Holzoberflächen-Behandlungsverfahren erreicht man eine Vereinfachung bisher bekannter ähnlicher Verfahren durch Abschaffen des Auswaschens und eventuellen Trocknens zwischen der Vorbehandlung und Nachbehandlung. 'Weiterhin wird das Vorbehandlungsmittel auch als Kunstharz- bzw. Kunst-
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stoff "bild er ausgenützt. Eventuell abgebautes oder gelöstes Lignin und andere Holzbestandteile verbleiben im grossen und ganzen im Holz und können an der Kunststoff- bzw. Kunstharzbildung teilnehmen, wodurch keine Substanzverluste entstehen. Schliesslich eignet sich das vorgeschlagene erfindungsgemasse Verfahren zur industriellen Oberflächenbehandlung im grossen Stiel und mit gutem wirtschaftlichem Resultat.
- Patentansprüche -
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Claims (9)

  1. % , 215U97
    Patentansprüche.
    Oberflächenbehandlungsverfahren für Holz, wobei das Holz mit einem das Eindringen von Imprägniermittel erleichternden Mittel vorbehandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorbehandlungsmittel eine kondensier- oder polymerisierbare, hydrophile, das Holz zur Schwellung bringende oder Holzbestandteile lösende Substanz in fliessender Form gewählt wird, mit der die Holzoberfläche vorbehandelt und imprägniert wird, wonach man die genannte Substanz entweder durch Nachbehandeln mit Härter und Erhitzen oder Nachbehandeln mit einem Mittel zum Härten bringt, das mit dem Vorbehandlungsmittel unter Bildung eines Polymers reagieren kann.
  2. 2. Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung mit Phenol bei erhöhter Temperatur erfolgt und die Nachbehandlung bei Zimmertemperatur mit Hexamethylentetramin in Wasserlösung vorgenommen wird.
  3. 3. Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung mit Phenol bei erhöhter Temperatur erfolgt und die Nachbehandlung bei Zimmertemperatur mit einer Mischung von zuvor zusammengeschmolzenem Phenol und Paraformaldehyd mit einem Zusatz von alkalischem Härter vorgenommen wird.
  4. 4· Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung mit Phenol bei erhöhter Temperatur erfolgt und die Nachbehandlung bei Zimmertemperatur mit einer hochkonzentrierten Melaminformaldehydharzlösung in Wasser vorgenommen wird.
    209820/094 7
  5. 5. Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung mit Resorzinol oder einem anderen substituierten Phenol bei erhöhter Temperatur erfolgt und die Nachbehandlung mit einer zuvor zusammengeschmolzenen Mischung von Phenol und Paraformaldehyd mit einem Zusatz von alkalischem Härter vorgenommen wird.
  6. 6. Oberflächenbehandlungsverfahren 'nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Vorbehandlung die Stirnseiten des Holzes " durch ein Mittel verschlossen werden, das die Eindringgeschwindigkeit in das Stirnholz herabsetzt.
  7. 7. Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel seine die Eindringgeschwindigkeit herabsetzende Wirkung durch Polymerisieren oder Kondensieren bei der Vorbehandlung des Holzes erhält.
  8. 8. Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten mit einem wasserlöslichen Melaminharz oder einer gesättigten Lösung von Hexamethylentetramin in Wasser behandelt und durch Vorbehandlung mit Phenol o.dgl. bei erhöhter Temperatur gehärtet werden, wobei sich in Phenol o.dgl. unlösliche Harze in den somit behandelten Stirnseiten bilden.
  9. 9. Oberflächenbehandlungsverfahren nach Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass eine starke Mineralsäure - z.B. H9SO. - oder eine Lösung von Salzen mit reduzierender Wirkung - z.B. SnCl2 - dem Phenol vor der Durchführung der Vorbehandlung zugesetzt wird.
    9820/094?
DE19712154497 1970-11-03 1971-11-02 Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Holz Expired DE2154497C3 (de)

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DE2154497A1 true DE2154497A1 (de) 1972-05-10
DE2154497B2 DE2154497B2 (de) 1976-07-08
DE2154497C3 DE2154497C3 (de) 1977-02-17

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2608437A1 (de) * 1975-03-07 1976-09-16 Keller & Co Ag Klingnau Verfahren zum verfestigen des kantenbereiches einer platte aus einem poroesem werkstoff mittels eines verfestigungsmittels

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DE2608437A1 (de) * 1975-03-07 1976-09-16 Keller & Co Ag Klingnau Verfahren zum verfestigen des kantenbereiches einer platte aus einem poroesem werkstoff mittels eines verfestigungsmittels

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FI53545B (de) 1978-02-28
AT311033B (de) 1973-10-25
SE348965C (sv) 1977-04-14
JPS4944321B2 (de) 1974-11-27
AU475827B2 (en) 1976-09-02
GB1374289A (en) 1974-11-20
NL158109B (nl) 1978-10-16
IT939150B (it) 1973-02-10
BE774844A (fr) 1972-03-01
CA974415A (en) 1975-09-16
SE348965B (de) 1972-09-18
DE2154497B2 (de) 1976-07-08
FR2113481A5 (de) 1972-06-23
NL7115163A (de) 1972-05-05
CH565637A5 (de) 1975-08-29
AU3520671A (en) 1973-06-21
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FI53545C (fi) 1978-06-12
JPS4852904A (de) 1973-07-25

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